С.А. Рябов Изучение и настройка зубострогального станка мод. 526. С.А. Рябов Изучение и настройка зубострогального станка мод. Методические указания для проведения практических занятий по дисциплине "Оборудование машиностроительного произ водства" для студентов направления 552900 "Технология, оборудова ние и автоматизация машиностроительных производств"
 Скачать 409.85 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра металлорежущих станков и инструментов ИЗУЧЕНИЕ И НАСТРОЙКА ЗУБОСТРОГАЛЬНОГО СТАНКА МОД. 526 Методические указания для проведения практических занятий по дисциплине "Оборудование машиностроительного произ- водства" для студентов направления 552900 "Технология, оборудова- ние и автоматизация машиностроительных производств" Составители С.А. Рябов В.С. Люкшин К.А. Павловец Утверждены на заседании кафедры Протокол № 1 от 28.08.01 Рекомендованы к печати методической комиссией направления 552900 Протокол № 7 от 28.08.01 Электронная копия хранится в библиотеке главного корпуса ГУ КузГТУ Кемерово 2002 1 1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Изучить конструкцию и кинематику зубострогального станка и научиться проводить его настройку и наладку. 2. ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК НА ЗУБОСТРОГАЛЬНЫХ СТАНКАХ Зубчатые конические колеса нарезаются на зубострогальных станках резцами по методу обкатки. Прежде чем разбирать процесс нарезания, рассмотрим зацепле- ние конического колеса с плоским производящим колесом. Это коле- со имеет конические зубья, расположенные в плоскости торца. Про- фили зубьев его имеют форму равнобокой трапеции, как у зубчатой рейки (рис. 1, а). Если плоское производящее колесо 1 ввести в заце- пление с коническим колесом 2 (рис. 1, б) и сообщить им вращатель- ное движение вокруг осей, то получим зацепление, аналогичное за- цеплению цилиндрического колеса с рейкой: зубья плоского колеса с прямолинейным профилем будут обкатывать эвольвентные профили зубьев конического колеса. Конические колеса нарезаются по принципу зацепления кониче- ского колеса с производящим колесом. На рис. 2 изображена схема нарезания конического колеса на станке по методу обкатки. Вокруг оси 00 2 поворачивается попеременно то в одну, то в другую сторону (качается) барабан 4, называемый люлькой, а вокруг оси 00 1 также в обе стороны вращается нарезаемое коническое колесо 2. Если на барабане закрепить плоское производящее колесо 1 и ввести с ним в зацепление коническое колесо 2, то зубья их при заце- плении будут обкатываться, как описано выше. Но так как кониче- ское колесо еще не имеет зубьев, это только заготовка, в которой их необходимо нарезать, то и плоского колеса на люльке не имеется, оно подразумевается для объяснения зацепления, а его роль выполняют люлька и резцы 5 с такими же профилями, как и зубья плоского коле- са. Резцы устанавливаются на торцовой плоскости люльки и повора- чиваются вместе с ней вокруг ее оси так, как вращалось бы плоское колесо, и одновременно возвратно-поступательно перемещаются по торцу люльки от ее наружного диаметра к центру и обратно. Таким образом, два резца как бы образуют профиль впадины двух зубьев плоского колеса. При поступательном движении они прорезают зубья конического колеса, а одновременное вращение их вокруг оси люль- 2 ки выполняет обкатку зубьев, и резцы с прямолинейными профилями формируют эвольвентные профили нарезаемых зубьев. Рис. 1. Зацепление плоского колеса с коническим колесом Для осуществления обкатки вращение люльки согласовывается с вращением заготовки и происходит так же, как происходило бы вращение производящего колеса в зацеплении с нарезаемым колесом. Такая согласованность вращения достигается при помощи механизма станка со сменными колесами 3, которые рассчитываются в зависи- мости от числа зубьев нарезаемых колес. Последовательное положение резцов относительно зубьев заго- товки при обкатке изображено на рис. 3. Заготовка вращается против часовой стрелки (если смотреть со стороны большого торца), а люль- ка соответственно вращению заготовки, как сопрягаемое колесо, вращается против часовой стрелки (если смотреть на ее переднюю плоскость со стороны заготовки) и резцы перемещаются относитель- но оси заготовки снизу вверх, как указано стрелками, пока не выйдут из зацепления. Когда люлька начнет вращаться в другую сторону (по 3 часовой стрелке), то и заготовка станет вращаться в другую сторону, и резцы будут перемещаться сверху вниз. Для нарезания зубьев на всю высоту резцы должны врезаться в заготовку на глубину впадины, пока вершины их не станут двигаться по образующей внутреннего конуса нарезаемого колеса. Возвратно-поступательное движение резцов, в результате кото- рого осуществляется резание, – это главное движение; вращение люльки и заготовки – это движение обкатки. Кроме того, станок дол- жен иметь еще два движения, обеспечивающие перемещение заго- товки к резцам и отвод их назад, и периодический поворот заготовки для нарезания следующего зуба, такой поворот называется делением. Рис. 2. Принципиальная схема нарезания конических прямозубых колес на станке по методу обкатки Правильное нарезание зубьев колеса определяется установкой заготовки относительно центра станка 0. Центром станка называется точка, в которой пересекается три оси (см. рис. 2): горизонтальная ось 00 2 люльки; горизонтальная ось 00 1 шпинделя бабки изделия и вертикальная ось 0, вокруг которой поворачивается поворотный стол вместе с заготовкой. При перемещении вертикальной оси 0 вдоль станка центр станка перемещается вдоль горизонтальной оси. С цен- тром станка должна совпадать вершина начального конуса заготовки и через него проходит плоскость, в которой движутся резцы. 4 Рис.3. Последовательное положение резцов относительно зубьев нарезаемого колеса при нарезании методом обкатки (а – ниже центра, б – по центру, в – выше центра станка) 5 3. ЗУБОСТРОГАЛЬНЫЙ СТАНОК МОД. 526 3.1. Устройство станка Зубострогальный станок модели 526 (рис. 4) предназначен для чернового и чистового нарезания прямозубых конических колес. Рис. 4. Зубострогальный станок мод.526 На станине 1 слева находится корпус, в котором вращается люлька 2. На передней плоскости люльки смонтированы поворотные сегменты, направляющие которых устанавливаются на угол движе- ния резцов. По направляющим сегментов движутся ползуны с резцо- выми суппортами 3. Справа на станине установлен продольный стол 9, перемещающийся по направляющим станины к люльке и обратно посредством маховика 10. На этом столе установлена бабка 6 для крепления заготовки, которая может перемещаться по верхним на- правляющим стола и устанавливаться на необходимое расстояние от центра станка. Бабка имеет шпиндель с коническим гнездом, в кото- 6 ром крепится оправка с заготовкой 7, а также гитару деления 8. У правого торца станины находится барабан подач 4. Электродвигатель станка 5 расположен в нижней части станины и приводится в движе- ние пусковым выключателем. Поворачивание механизма станка вручную осуществляется маховичком 11. Смазка станка централизованная от электронасоса, расположен- ного в нижней части станины; здесь же находится электронасос для подачи охлаждающей жидкости к резцам. Подробно остановимся на устройстве одного из суппортов (рис.5). Основная плита 1 суппорта крепится болтами 6 к ползуну 11. В плите установлена откидная державка 2, правый конец которой за- креплен на оси, а левый посредством рычага 13 связан с бруском 14. Брусок при движении ползунов перемещается относительно их и ка- чает рычажок 13, который поворачивает откидную державку вокруг оси 3. При движении вперед, во время рабочего положения, державка с резцами выдвигается вперед от плоскости плиты и упирается в на- кладку 12 и в таком положении находится до тех пор, пока не закон- чится ход резцов вперед. При движении резцов назад, во время холо- стого хода, державка с резцами поворачивается в направлении к пли- те и отводит резцы от нарезаемых поверхностей зубьев. К откидной державке двумя болтами 4 крепится резцедержатель 5, устанавливаемый по высоте посредством винта 10. К резцедержа- телю двумя винтами 7, ввинчиваемыми в резьбовые отверстия резца, притягивается резец 9. Отверстия для винтов в резцедержателе сде- ланы овальными, а резцы снабжены пятью резьбовыми отверстиями, что дает возможность переставлять резцы при износе и регулировать положение их вдоль резцедержателя. Плоскость резцедержателя, на которую устанавливается резец, наклонена под углом 12° к линии движения вершины резца при его работе. Резец опирается на клин 8; перемещением клина можно изменять угол зацепления нарезаемого колеса. 3.2. Работа на станке Заготовка устанавливается на оправку или во втулку, вставлен- ную в шпиндель, затягивается сзади затяжным болтом или прижима- ется к торцу оправки при помощи гайки и подводится к резцам вруч- ную. Пуск станка после установки заготовки и включения станка в электросеть производится нажатием пусковой кнопки. Останавлива- 7 ется станок после нарезания колеса автоматически конечным выклю- чателем, расположенным сзади шпинделя бабки. Рис. 5. Резцовый суппорт На станке выполняется черновая прорезка зубьев и чистовая об- работка их. Черновая прорезка происходит без обкатки, люлька и за- готовка при резании не вращаются, только движутся возвратно- поступательно резцы, а заготовка постепенно подается к резцам на необходимую глубину прорезания впадин. За один цикл при черно- 8 вом нарезании выполняются следующие движения: 1) подвод стола в рабочее положение; 2) постепенная подача стола с бабкой и закреп- ленной в ней заготовкой до прорезания необходимой глубины впади- ны; 3) быстрый отвод стола; 4) поворот заготовки на следующий зуб – деление. Черновое нарезание за один цикл может осуществляться двумя способами: при первом способе две впадины нарезаются одно- временно каждая одним из двух резцов с делением через два зуба; при втором способе каждая впадина нарезается одним и вторым рез- цом с делением через один зуб. Чистовое нарезание производится после чернового при новой установке заготовки и новой наладке станка. Рабочий цикл состоит из следующих движений: 1) подвода стола с бабкой и закрепленной в ней заготовки в рабочее положение, когда резцы заходят во впадину почти на всю глубину; 2) рабочей обкатки (первый проход), когда люлька вращается по часовой стрелке и резцы обкатывают зуб сверху вниз; 3) дополнительного подвода стола на 0,5-0,8 мм на глубину ре- зания при втором проходе; 4) рабочей обкатки (второй проход), когда люлька вращается против часовой стрелки и резцы обкатывают зуб снизу вверх; 5) быстрого отвода стола и 6) поворота заготовки на следующий зуб – деление. При работе на станке, наладке и уходе за ним, кроме общих правил техники безопасности, необходимо соблюдать также и ряд других предосторожностей, а именно: наладка и проверка всех узлов станка должны выполняться при выключенном электродвигателе об- щим выключателем, а не кнопкой. При установке резцедержателей, резцов, регулировке их, установке длины хода ползунов, роликов ба- рабана подачи, люльки на угол качания, сменных колес и при пере- мещении каких-либо узлов станка, когда требуется вращать его ме- ханизм, выполняется эта операция вручную при помощи маховичка. После наладки и регулирования устанавливаемых узлов надо провер- нуть станок вручную и, только убедившись, что все части перемеща- ются нормально, можно включать станок от электродвигателя. При проверке правильности набора сменных колес гитар деления и об- катки, делении припуска по резцам, т.е. во всех случаях, когда при- ходится близко наклоняться к движущимся резцам и к заготовке, на- до быть осторожным и помнить об опасности захвата движущимися частями. 9 3.3. Кинематическая схема станка Кинематическая схема станка приведена на рис. 6. Электродви- гатель Э с числом оборотов 1420 об/мин приводит в движение меха- низм станка, которое по кинематическим цепям передается к отдель- ным частям его (ползунам с резцами, заготовке, люльке, барабану подачи). Связь движений осуществляется по следующим кинемати- ческим цепям, выделяемым из общей кинематической схемы. I. Движение ползунов – электродвигатель – ползуны E 1 , Е 2 . II. Подача (вращение барабана А ). III. Качание люльки – вал VII – люлька. IV. Обкатка – люлька – заготовка. V. Деление – вал XV – заготовка. Рассмотрим подробно каждую кинематическую цепь: Цепь I. Возвратно-поступательное движение ползунов. От электродвигателя движение передается через коническую передачу 15:43 валу I . На этом валу насажен маховичок для ручного вращения, соединяющийся с валом при помощи односторонней муфты, которая включается только при вращении в одном направлении и автомати- чески выключается при включении электродвигателя. Дальше дви- жение передается по цепи, согласно структурной схеме, сменным зубчатым колесам X 0 , от которых через коническую передачу 19:43 получает вращение центральный вал V люльки с кривошипным дис- ком D В радиальном пазу этого диска помещен кривошипный палец, соединенный с шатуном L . Шатун соединен с серьгой С , закреплен- ной на валике. Валик имеет на другом конце диск d с двумя сухарями и может качаться вокруг своей оси, сухари соединены с ползунами Е 1 и Е 2 , которые при качании диска d получают возвратно- поступательное перемещение по направляющим сегментов люльки. Для изменения длины хода ползунов переставляется кривошип- ный палец в диаметральном пазу диска D , вследствие чего изменяет- ся радиус вращения этого пальца вокруг вала V , изменяется угол по- ворота диска d и изменяется ход ползунов. Цепь II. Подача (вращение барабана А подач). Величина подачи определяется временем t одного оборота барабана. Вращение бараба- ну передается от вала I через сменные колеса гитары подач Х П по ки- 10 нематической цепи, согласно структурной схеме, к червячной паре 4:68, колесо которой скреплено с барабаном и вращает его. Один оборот барабана подач соответствует одному циклу, т.е. за один обо- рот барабана обрабатывается один зуб. Барабан имеет две канавки (рис. 7): I, расположенная ближе к торцу барабана, для подачи при черновом нарезании зубьев и II для подачи при чистовой обработке. В каждую канавку поочередно, в зависимости от вида обработки, может заходить один из двух роликов 1 или 2. Ролики между собой сблокированы: при опускании одного второй поднимается. При вра- щении барабана его криволинейная канавка перемещает ролик, кото- рый поворачивает вокруг оси 00 рычаг 3, соединенный с продольным столом рукояткой 7; при повороте рычага стол получает продольный ход. Величина хода стола устанавливается перемещением гайки 5 при помощи винта 4. Если гайку передвинуть ближе к оси 00, вели- чина хода стола уменьшится; при перемещении гайки в обратном на- правлении – увеличится. Канавки в барабане выполнены по кривым, по ним перемещаются ролики. Канавка I для черновой прорезки зубьев перемещает стол постепенно, пока резцы не прорежут впади- ны между зубьями на всю глубину, после чего стол быстро отводится назад. Канавка II для чистовой обработки имеет другую форму и производит быструю подачу стола к резцам, но не на полную глуби- ну. При неподвижном столе происходит обкатывание зубьев сверху вниз (люлька вращается по часовой стрелке), когда люлька придет в нижнее положение, барабан быстро подает стол еще на 0,5 – 0,8 мм до упора. Направление вращения люльки и заготовки изменяется ре- версивным механизмом, и резцы обкатывают зубья снизу вверх. Стол во время обкатывания опять стоит неподвижно, при этом происходит окончательная зачистка зубьев. После окончания обработки барабан быстро отводит стол в исходное положение. При необходимости отвода стола 6 с бабкой дальше от резцов (при смене заготовки, измерении зуба и т.п.) рукоятка 7 освобождает от закрепления стол, и он передвигается маховичком. Маховичок по- средством зубчатого колеса 16 (см. рис. 6) вращает колесо 72 с внут- ренними зубьями, закрепленное на валике, на другом конце которого насажено колесо 17, зацепляющееся с рейкой, прикрепленной к сто- лу. При вращении маховичка стол перемещается независимо от бара- бана подачи. 11 Рис . 6. Кинематическая схема з убост рогального станка мо д. 526 12 Рис. 7. Механизм подачи продольного стола Цепь III. Качание люльки – вал VII – люлька. Движение люльке передается от вала VII , входящего в цепь вращения барабана А по- дач. На левом конце этого вала закреплены два зубчатых колеса 42 и 38, передающие вращение таким же колесам 42 и 38, насаженным свободно на валу IX , причем колеса 42:42 находятся в непосредст- венном зацеплении, а 38:38 - через паразитное 32. Вследствие этого колеса 42 и 38 на валу IX вращаются в разные стороны. Между коле- сами 42 и 38 на валу IX насажена реверсивная муфта М , которая пе- реключается при помощи кулачкового барабана Б , получающего вращение от вала VII через червячную передачу 2:34 и валик Х (на кинематической схеме связь кулачкового барабана с муфтой М не показана). Кулачковый барабан Б делает один оборот за один оборот барабана подачи А, т.е. за один цикл В в течение первой половины оборота кулачкового барабана муфта М включает зубчатые колеса 42:42, а в течение второй половины зубчатые колеса 38: 38, при этом вал IX вращается то в одну, то в другую сторону. От вала IX враще- ние передается через сменные колеса качания Х К и передачу 45:36 валу XII и дальше через коническую зубчатую пару 20:25 червяку 1, находящемуся в зацеплении с сегментом 120, закрепленным на бара- бане люльки, которая получает вращение то в одну, то в другую сто- рону. Цепь IV. Обкатка – люлька – заготовка. Цепь обкатки связыва- ет вращение люльки с вращением шпинделя бабки с закрепленной в 13 ней заготовкой. От люльки через вал XII , сообщающий качание люльке, движение передается через сменные колеса обкатки Х об валу XIV . Этот вал соединен с валом XV дифференциала с передаточным отношением i r =1:1. Дальше от вала XV движение сообщается, со- гласно структурной схеме, через сменные колеса гитары деления Хл шпинделю бабки. Коническое зубчатое колесо 32 насажено на вал XV на длинных шлицах и при перемещении продольного стола передви- гается по этому валу, не нарушая зацепления. Ось вала XVI совпадает с осью поворотного стола и при перемещении продольного стола вместе с поворотным в конечное положение к люльке определяет центр 0 станка. Вал XVIII раздвижной, что позволяет перемещать бабку по направляющим поворотного стола, не нарушая зацепления передач. Цепь V. Деление. Делительный механизм получает движение от зубчатого колеса 38, скрепленного с другим колесом 38, сидящим на валу IX . Эти колеса постоянно вращаются в одну сторону. Колесо 38 сцепляется с колесом 61, свободно вращающимся на втулке В корпу- са Q дифференциала, который запирается рычагом R и во время ра- боты резцов не вращается. В соответствующий момент, когда заготовка отодвигается от резцов, делительный механизм (на кинематической схеме не показан) отводит рычаг R и корпус дифференциала может вращаться. Одно- временно с этим зубчатое колесо 61 сцепляется с втулкой В корпуса. Делительный механизм осуществляет вращение корпуса дифферен- циала на один оборот, после чего втулка В корпуса выходит из заце- пления с колесом 61, а рычаг R вновь запирает корпус. Так как пере- даточное отношение дифференциала при этой передаче i r = 2, то вал XV получает за один оборот корпуса дифференциала два оборота в дополнение к основному вращению. Это дополнительное вращение передается дальше от вала XV по кинематической цепи, согласно структурной схеме, через гитару деления Хл шпинделю бабки с заго- товкой. Два дополнительных оборота вала должны соответствовать по- вороту заготовки на один зуб. Для обеспечения такого соответствия рассчитываются сменные колеса гитары деления Хл 14 4. НАСТРОЙКА ЗУБОСТРОГАЛЬНОГО СТАНКА МОД. 526 ДЛЯ НАРЕЗАНИЯ КОНИЧЕСКИХ КОЛЕС 4.1. Расчеты при наладке 4.1.1. Расчет числа двойных ходов Число двойных ходов зависит от длины хода резцов и величины скорости резания V рез (м/мин). Величина скорости резания выбирает- ся в зависимости от вида обработки (черновое или чистовое нареза- ние), от материала заготовки и материала резца. Рекомендуемые ско- рости резания приводятся в табл. 1.Требуемое число двойных ходов резцов в минуту ( n |